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植保所研究發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲對(duì)Bt作物的抗性新機(jī)制

發(fā)布時(shí)間： 2016-02-16 00:00:00    字體大小: 大中小
    近日，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所獲悉，該所經(jīng)濟(jì)作物蟲害監(jiān)測(cè)與控制團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，棉鈴蟲蘇云金芽孢桿菌（Bt）毒素受體基因ABCC2的變異可以導(dǎo)致其對(duì)Bt作物產(chǎn)生高水平的抗性，但這種變異顯著增加了抗性棉鈴蟲對(duì)另外一種生物毒素阿維菌素的敏感性。相關(guān)研究成果2月12日在線發(fā)表于國際知名期刊《公共圖書館•病原（PLoS Pathogens）》上。
    據(jù)悉，蘇云金芽孢桿菌（Bt）代謝過程中產(chǎn)生的晶體蛋白對(duì)多種害蟲具有毒殺作用，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育的Bt棉花、Bt玉米和Bt大豆已在全球范圍內(nèi)商業(yè)化種植。
    阿維菌素是一類具有殺蟲、殺螨和殺線蟲活性的十六元大環(huán)內(nèi)酯化合物，由鏈霉菌中阿維鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生，廣泛用于農(nóng)業(yè)害蟲的防治。腺苷三磷酸結(jié)合盒式轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）是一類膜整合蛋白，對(duì)維持細(xì)胞正常的生理功能起重要作用；ABCC2是ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族基因的重要成員，負(fù)責(zé)在昆蟲的腸腔及消化道中富集運(yùn)送重金屬離子、次生代謝物到體外，是昆蟲體內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的潛在的毒素受體，在昆蟲代謝清除外源毒素的過程中發(fā)揮重要功能。該研究發(fā)現(xiàn)，棉鈴蟲ABCC2是Bt毒素Cry1Ac的受體，其變異可導(dǎo)致Bt-Cry1Ac毒素喪失在棉鈴蟲中腸內(nèi)的結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生對(duì)Bt作物的高水平抗性。由于棉鈴蟲ABCC2基因具有從蟲體內(nèi)代謝排除阿維菌素的生物學(xué)功能，ABCC2的變異導(dǎo)致了阿維菌素在蟲體內(nèi)的積累而顯著增加了其殺蟲毒性。該研究證實(shí)了棉鈴蟲對(duì)兩種生物毒素存在負(fù)交互抗性現(xiàn)象并闡述了其分子機(jī)理，為棉鈴蟲等靶標(biāo)害蟲對(duì)Bt作物的抗性治理提供了新思路。同時(shí)，本研究還為深入解析棉鈴蟲/Bt毒素/阿維菌素的互作關(guān)系，進(jìn)一步明確昆蟲與病原微生物的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。
    該研究由植保所與華中師范大學(xué)等單位合作完成，得到了國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體等項(xiàng)目的資助。植保所為論文的第一完成單位，肖玉濤博士為論文第一作者，吳孔明院士為論文通訊作者。

論文鏈接：http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1005450
原標(biāo)題：